KR102329048B1 - 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따른 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치는, 사일로의 내측벽에 상하방향을 따라서 일정 간격으로 이격되어 배열되는 브라켓; 상기 브라켓에 고정되어 상기 사일로의 내측벽에 설치되며, 양 끝단 개구가 각각 상기 사일로의 상부와 하부에서 외부로 노출되는 보호 파이프; 및 상기 보호 파이프 내에 수용되고, 상기 보호 파이프의 양 끝단 개구를 통해 외부로 연장되도록 구비되며, 측정부에 연결되는 광케이블;을 포함하고, 상기 브라켓은 상기 사일로의 상하방향을 기준으로 상부와 하부에서 중앙부로 갈수록 상기 사일로의 내부로 돌출되는 길이가 증가하는 구조를 가지며, 상기 보호 파이프는 상기 사일로의 중앙부에서 상기 사일로의 내부를 향해 볼록하게 돌출된 아치 형태의 곡면을 이루며 배치될 수 있다.

Description

사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING CONTINUOUS TEMPERATURE DISTRIBUTION OF SILO ALONG VERTICAL DIRECTION}

본 발명은 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 석탄은 저장장치의 일종인 사일로 내에 보관되고 사용시 배출되도록 하고 있다. 이러한 석탄은 주변의 다양한 휘발요인 때문에 자연 발화가 쉽게 발생할 수 있는데, 특히 사일로 내부의 온도 상승이 큰 요인으로 작용하고 있다. 이에 따라 석탄을 보관하는 사일로 내부에서 온도 상승으로 인한 화재 발생을 예방하기 위해 사일로 내부의 온도를 측정하는 것이 중요하다.

종래에는 사일로 내부 온도를 측정하기 위해 써모커플이라는 온도를 측정하는 센서를 사일로 측면 벽에 수직으로 일정 간격을 두고 구멍을 뚫고 이 구멍에 설치하여 온도 분포를 측정하였다. 구멍의 간격을 작게하여 센서를 많이 설치하면 측정 온도를 보다 촘촘하게 취득하는 것이 가능하지만, 사일로 벽면에 구멍이 많아지게 되어 사일로의 구조 안전성을 해칠 수 있어서 일정 간격 이하로는 구멍을 뚫을 수 없는 한계가 있다. 또한, 센서와 측정장비는 일정거리 이상 떨어진 상태로 선으로 연결할 경우 측정 정밀도에 문제가 있어 사일로처럼 크기가 큰 구조물에 여러 곳을 설치한다면 측정 장비도 여러개가 필요하며, 센서 점검을 위한 장비 설치 비용이 필요하고, 측정장비에서 발생한 신호를 사용자가 있는 위치까지 떨어진 거리로 인해 통신의 문제도 발생한다. 그리고, 각 센서와 센서측정장비는 전기가 필요하여 설치 위치에 전원공급이 있어야 장치가 작동을 할 수 있고, 또한, 센서의 사용량이 증가하는데 비례하여 비용도 똑같이 비례하여 많이 소요되는 문제도 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 사일로 내부의 온도 분포를 측정하는데 있어서 사일로의 벽면에 구멍을 뚫지 않아 구조적 안전성 문제가 발생하지 않고, 센서가 설치된 위치에서만 온도를 측정하는 포인트 형태의 단속적인 온도 측정이 아닌 선 형태의 연속적인 측정이 가능하여 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치를 제공하는 것이다.

다만 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치는, 사일로의 내측벽에 상하방향을 따라서 일정 간격으로 이격되어 배열되는 브라켓; 상기 브라켓에 고정되어 상기 사일로의 내측벽에 설치되며, 양 끝단 개구가 각각 상기 사일로의 상부와 하부에서 외부로 노출되는 보호 파이프; 및 상기 보호 파이프 내에 수용되고, 상기 보호 파이프의 양 끝단 개구를 통해 외부로 연장되도록 구비되며, 측정부에 연결되는 광케이블;을 포함하고, 상기 브라켓은 상기 사일로의 상하방향을 기준으로 상부와 하부에서 중앙부로 갈수록 상기 사일로의 내부로 돌출되는 길이가 증가하는 구조를 가지며, 상기 보호 파이프는 상기 사일로의 중앙부에서 상기 사일로의 내부를 향해 볼록하게 돌출된 아치 형태의 곡면을 이루며 배치될 수 있다.

상기 광케이블은 상기 보호 파이프의 양 끝단 개구에서 외부로 연장되는 방향으로 가해지는 텐션에 의해 상기 보호 파이프의 내측면에 밀착되는 구조로 배치될 수 있다.

상기 광케이블의 일단에는 광펄스를 상기 광케이블로 보내는 광원부 및 온도변화에 따라 발생하는 산란현상에 의해 상기 광원부로 복귀하는 역산란광을 이용해 온도를 측정하는 상기 측정부가 배치되고, 상기 측정부는 상기 역산란광 중에서 라만산란광을 이용해 측정하고자 하는 위치의 온도를 상기 광케이블을 따라서 연속적으로 측정할 수 있다.

상기 보호 파이프와 상기 광케이블은 상기 사일로의 내측벽 둘레를 따라서 복수개로 구비될 수 있다.

상기 보호 파이프는 금속재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 사일로 내부의 온도 분포를 측정하는데 있어서 사일로의 벽면에 구멍을 뚫지 않아 구조적 안전성 문제가 발생하지 않고, 센서가 설치된 위치에서만 온도를 측정하는 포인트 형태의 단속적인 온도 측정이 아닌 선 형태의 연속적인 측정이 가능하여 측정 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 한 가닥 또는 여러 가닥의 광케이블만 원하는 위치에 연결되어 있으면 온도를 측정할 수 있어 시스템의 단순화로 인한 고장의 확률도 낮고 측정 위치를 확대한다고 비용의 증가도 광케이블 설치에 대한 비용만 발생하여 비용증가폭도 기존에 비해 경제적이며 손상으로 고장이 발생했을 경우 광신호의 분석으로 손상된 위치를 쉽게 확인하고 광케이블만 교체하여 연결함으로써 향후 유지관리에도 장점인 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치를 구비하는 사일로를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 사일로를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 도 2의 'A'부분을 나타내는 단면도.
도 4는 도 3의 'B'부분을 나타내는 단면도.
도 5는 광케이블에 광원부와 측정부가 구비된 상태를 나타내는 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도면을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치(1)를 설명한다.

도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치를 구비하는 사일로를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 사일로를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2의 'A'부분을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 'B'부분을 나타내는 단면도이다. 도 5는 광케이블에 광원부와 측정부가 구비된 상태를 나타내는 개략도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치(1)는 브라켓(10), 보호 파이프(20) 및 광케이블(30)을 포함하여 구성될 수 있다.

브라켓(10)은 복수개로 구비되며, 사일로(S)의 내측벽에 상하방향을 따라서 일정 간격으로 이격되어 배열되는 방식으로 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 브라켓(10)은 사일로(S)의 내측벽에 수직으로 설치될 수 있다.

브라켓(10)은 사일로(S)의 상하방향을 기준으로 상부와 하부에서 중앙부로 갈수록 사일로(S)의 내부로 돌출되는 길이(d)가 증가하는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 사일로(S)의 상부와 하부에서 브라켓(10)은 돌출 길이(d)가 가장 짧고, 사일로(S)의 중앙부에서 브라켓(10)은 돌출 길이(d)가 가장 길며, 상부와 하부에서 중앙부로 갈수록 브라켓(10)은 돌출 길이(d)가 점진적으로 증가할 수 있다.

브라켓(10)은, 예를 들어, 금속재질로 이루어질 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

보호 파이프(20)는 브라켓(10)에 고정되어 사일로(S)의 내측벽에 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 보호 파이프(20)는 브라켓(10)을 따라서 수직으로 연장되어 양 끝단 개구가 각각 사일로(S)의 상부와 하부에서 외부로 노출되는 구조로 배치될 수 있다.

또한, 브라켓(10)이 상이한 길이(d)로 돌출되는 구조를 가짐에 따라서 보호 파이프(20)는 사일로(S)의 중앙부에서 사일로(S)의 내부를 향해 볼록하게 돌출된 아치 형태의 곡면을 이루며 배치될 수 있다. 이에 따라 보호 파이프(20)는 사일로(S)의 내측벽과 평행상태가 아닌 비평행상태로 사일로(S)의 내측벽과 상이한 이격거리를 가질 수 있다.

보호 파이프(20)는, 예를 들어, 금속재질로 이루어질 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

광케이블(30)은 보호 파이프(20) 내에 수용되며, 보호 파이프(20)의 양 끝단 개구를 통해 외부로 연장되도록 구비될 수 있다.

광케이블(30)은 클램핑 수단(미도시)을 통해 보호 파이프(20)의 외부로 연장되는 부분이 당겨지도록 구성될 수 있다. 이에 따라 광케이블(30)은 보호 파이프(20)의 양 끝단 개구에서 외부로 연장되는 방향으로 가해지는 텐션(T)에 의해 보호 파이프(20)의 내측면에 밀착되는 구조로 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 광케이블(30)의 일단에는 광원부(40)가 배치되어 광펄스(L)를 광케이블(30)로 보내도록 구성될 수 있다. 또한, 광케이블(30)에는 측정부(50)가 배치되어 온도 변화에 따라 발생하는 산란현상에 의해 광원부(40)로 복귀하는 역산란광을 이용해 온도를 측정하도록 구성될 수 있다.

광원부(40)가 광케이블(30)에 일정한 크기의 광펄스(L)를 보내게 될 경우, 온도 변화와 같은 물리적인 변화에 의해 산란현상이 발생하고, 이중에 광원부(40)로 복귀하는 역산란광이 나타난다.

측정부(50)는 역산란광 중에서 라만산란(Raman scattering)광을 이용해 측정하고자 하는 위치의 온도를 광케이블(30)을 따라서 연속적으로 측정하게 된다. 이에 따라서 사일로(S)의 내부 온도 분포를 기존의 포인트 형태의 단속적인 온도 측정이 아닌 선 형태의 연속적인 측정으로 구현하는 것이 가능하다. 즉, 사일로(S) 내부의 수직으로 변화된 온도를 높이에 따른 연속된 온도 분포로 측정할 수 있다.

한편, 광케이블(30)을 통한 연속 온도 분포를 측정하는데 있어서, 광케이블(30)이 보호 파이프(20)와 접하는 구조로 밀착되어 배치됨으로써 보호 파이프(20)와의 밀착에 의한 열전도율이 높아지게 되어 온도 변화에 따른 반응이 빨라지게 된다. 따라서, 신속하고 정확한 온도 측정이 가능해지는 효과가 있다.

이러한 광케이블(30)의 보호 파이프(20) 내측면에 밀착배치는 보호 파이프(20)가 아치 형태의 곡면을 이루며 배치됨으로써 보다 쉽게 구현될 수 있다. 그리고, 길이가 상이한 복수의 브라켓(10)을 사일로(S) 내측벽에 높이방향을 따라서 배열함으로써 보호 파이프(20)를 아치 형태로 설치하는 것이 용이해지는 효과가 있다.

일 실시예에서, 보호 파이프(20)와 광케이블(30)은 사일로(S)의 내측벽 둘레를 따라서 복수개로 구비될 수 있다. 물론 보호 파이프(20)와 광케이블(30)은 단일로 구비되는 것도 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치
10: 브라켓
20: 보호 파이프
30: 광케이블
40: 광원부
50: 측정부

Claims (5)

1. 사일로의 내측벽에 상하방향을 따라서 일정 간격으로 이격되어 배열되는 브라켓;
   상기 브라켓에 고정되어 상기 사일로의 내측벽에 설치되며, 양 끝단 개구가 각각 상기 사일로의 상부와 하부에서 외부로 노출되는 보호 파이프; 및
   상기 보호 파이프 내에 수용되고, 상기 보호 파이프의 양 끝단 개구를 통해 외부로 연장되도록 구비되며, 측정부에 연결되는 광케이블;
   을 포함하고,
   상기 브라켓은 상기 사일로의 상하방향을 기준으로 상부와 하부에서 중앙부로 갈수록 상기 사일로의 내부로 돌출되는 길이가 증가하는 구조를 가지며,
   상기 보호 파이프는 상기 사일로의 중앙부에서 상기 사일로의 내부를 향해 볼록하게 돌출된 아치 형태의 곡면을 이루며 배치되는 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 광케이블은 상기 보호 파이프의 양 끝단 개구에서 외부로 연장되는 방향으로 가해지는 텐션에 의해 상기 보호 파이프의 내측면에 밀착되는 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 광케이블의 일단에는 광펄스를 상기 광케이블로 보내는 광원부 및 온도변화에 따라 발생하는 산란현상에 의해 상기 광원부로 복귀하는 역산란광을 이용해 온도를 측정하는 상기 측정부가 배치되고,
   상기 측정부는 상기 역산란광 중에서 라만산란광을 이용해 측정하고자 하는 위치의 온도를 상기 광케이블을 따라서 연속적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 보호 파이프와 상기 광케이블은 상기 사일로의 내측벽 둘레를 따라서 복수개로 구비되는 것을 특징으로 하는 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 보호 파이프는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사일로의 수직방향 연속 온도 분포 측정 장치.

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